c++11:智能指针

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前言

智能指针的使用

RAII

demo

auto_ptr

unique_ptr

shared_ptr

weak_ptr

智能指针的原理


前言

智能指针是c++11中很好用的一个东西,很好的解决的资源泄露的问题。

智能指针的使用

RAII

Resource Acquisition Is Initialization ,获取资源的最好的时机就是初始化。
就是利用对象的生命周期来进行资源的管理
重新理解下获取资源的最好的时机就是初始化,当申请好资源,立即将资源放到对象里进行管理

妈妈再也不用担心忘记释放内存啦,因为当对象生命周期到了的时候,调用其析构函数自动将资源释放

demo

auto_ptr

cpp 复制代码
#include<iostream>
#include<memory>
using namespace std;


int main()
{
	auto_ptr<int> ptr1 (new int[5]);
    auto_ptr<int> ptr2 = ptr1;//ptr1 = nullptr
	return 0;
}

注意:auto_ptr有一个很坑的地方就是,若将ptr1赋值给ptr2,这时候ptr1就会为空。

unique_ptr

与auto_ptr的区别就是禁止拷贝。

shared_ptr

shared_ptr,没有了auto_ptr的赋值问题,因为shared_ptr多了一个引用计数,每次拷贝和赋值时,引用计数都会++,析构时--,当引用计数为0时,析构释放资源。

cpp 复制代码
#include<iostream>
#include<memory>
using namespace std;


int main()
{
	shared_ptr<int> ptr1 (new int[5]);
	shared_ptr<int> ptr2 = ptr1;
	shared_ptr<int> ptr3(ptr2);
	return 0;
}

注意:shared_ptr也有一个地方需要注意,环形指针的循环引用。

在循环引用的情况下,shared_ptr会导致资源的泄露。

cpp 复制代码
template<class T>
struct ListNode
{
	ListNode(T dt)
		:data(dt)
	{}
	T data;
	shared_ptr<ListNode<T>> next = nullptr;
	shared_ptr<ListNode<T>> prev = nullptr;
};

int main()
{
	//环形引用问题
	shared_ptr<ListNode<int>> ptr1 = new ListNode<int>(1);
	shared_ptr<ListNode<int>> ptr2 = new ListNode<int>(2);
	ptr1->next = ptr2;
	ptr2->prev = ptr1;
	return 0;
}

在main结束的时候,ptr2先销毁,ptr2的count--,目前ptr2的count = 1。

ptr1再销毁,ptr1的count--,目前ptr1的count = 1。

程序结束,资源并没有释放,引用计数没有减为0,因为ptr1.next还指向ptr2,ptr2.prev指向ptr1。

weak_ptr

weak_ptr并不是一个RAII,weak_ptr不析构资源,weak_ptr可以解决shared_ptr环形引用的问题,环形引用不能析构的主要原因不就是引用计数的锅吗?

cpp 复制代码
template<class T>
struct ListNode
{
	ListNode(T dt)
		:data(dt)
	{}
	T data;
	sp::weak_ptr<ListNode<T>> next = sp::shared_ptr<ListNode<T>>(nullptr);
	sp::weak_ptr<ListNode<T>> prev = sp::shared_ptr<ListNode<T>>(nullptr);

};

int main()
{
	//环形引用问题
	sp::shared_ptr<ListNode<int>> ptr1 = new ListNode<int>(1);
	sp::shared_ptr<ListNode<int>> ptr2 = new ListNode<int>(2);
	
	ptr1->next = ptr2;
	ptr2->prev = ptr1;

	return 0;
}

使用weak_ptr之后,next和prev就不再引用计数了,

智能指针的原理

我只写的一个最难的shared_ptr,其他的都一样的。

cpp 复制代码
template<class T>
	class shared_ptr
	{
	private:
		void release()
		{
			if (--(*_count) == 0)
			{
				cout << "delete " << endl;
				delete _ptr;
				delete _count;
			}
		}

	public:
		shared_ptr()
			:_ptr(nullptr)
		{
			_count = new int(0);
		}

		shared_ptr(T * ptr)
			:_ptr(ptr)
		{
			if(ptr != nullptr)
			{
				_count = new int(1);
			}
			else
			{
				_count = new int(0);
			}
		}

		//拷贝构造
		shared_ptr(const shared_ptr<T> &ptr)
		{
			_ptr = ptr._ptr;
			_count = ptr._count;
			(*_count)++;
		}

		shared_ptr<T>& operator=(const shared_ptr<T>& ptr)
		{
			//先将当前对象释放,在赋值
			
			//处理自我赋值
			if (ptr._ptr != _ptr)
			{
				release();
				_ptr = ptr._ptr;
				_count = ptr._count;
				(*_count)++;
			}

			return *this;
		}

		T& operator*()
		{
			return *_ptr;
		}

		T* operator->()
		{
			return _ptr;
		}

		~shared_ptr()
		{
			release();
		}

		T* get() const
		{
			return _ptr;
		}

	private:
		T * _ptr;//
		int* _count;//引用计数
	};

我总结下来主要有3️⃣点值得注意

1.引用计数是不可以使用,静态的变量的,这是一个误区,静态变量属于所有的对象,

如果想统计有多少个对象,使用静态没毛病,但是想要统计这块资源,有多少个smart_ptr指向,是不可以的,引用计数必须是动态开辟的

2.operator=()时需要处理自我赋值,如果判断语句使用ptr != this是不够好的,因为间接的自我赋值,这个是查不出来的,直接使用原生指针判断是最好的办法

3..operator=()一定要,先将当前对象析构,因为赋值不像拷贝构造,拷贝构造一定是一个未初始化的对象,但是赋值不一定啊,当前对象可能也会指向其他的资源呢,不调用析构,引用计数不--,资源就又泄露了

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